Il titanato di bario è basato e drogato con altri materiali ceramici policristallini, che ha caratteristiche di bassa resistenza e semiconduttive. Ciò si ottiene drogando intenzionalmente un materiale chimicamente costoso come elemento reticolare del cristallo: una porzione dello ione bario o ione titanato nel reticolo viene sostituita da uno ione di valenza superiore, ottenendo così un certo numero di elettroni liberi conduttivi.
Per l'effetto termistore PTC, ovvero la ragione dell'incremento graduale del valore di resistenza, è che la struttura del materiale è composta da tanti piccoli cristalliti, che formano una barriera all'interfaccia del grano, il cosiddetto bordo di grano (bordo di grano ), impedendo agli elettroni di attraversare il confine nella regione adiacente, producendo così un'elevata resistenza. Questo effetto viene contrastato quando la temperatura è bassa; L'elevata costante dielettrica e la forza di polarizzazione spontanea sul bordo grano ostacolano la formazione della barriera a basse temperature e consentono agli elettroni di fluire liberamente. Ad alte temperature, la costante dielettrica e la forza di polarizzazione sono notevolmente ridotte, determinando un notevole aumento della barriera e della resistenza, mostrando un forte effetto PTC.
I termistori PTC sono componenti sensibili con sviluppo iniziale, molti tipi e sviluppo maturo. I termistori PTC sono composti da materiali ceramici semiconduttori e utilizzano il principio che la resistenza indotta dalla temperatura cambia. Se le concentrazioni di elettroni e lacune sono n e p, e la mobilità è rispettivamente μn e μp, la conduttanza del semiconduttore è:
σ=q（nμn più pμp）
Poiché n, p, μn e μp sono tutte funzioni della temperatura T, la conduttanza è una funzione della temperatura, quindi la temperatura può essere dedotta dalla misurazione della conduttanza e può essere tracciata una curva caratteristica resistenza-temperatura. Ecco come funzionano i termistori a semiconduttore.
